本发明专利技术属卫生保健范畴，特别是涉及一种石墨烯防PM2.5口罩功能层与制备方法以及其在滤片的应用。一种防PM2.5用口罩滤片功能层，所述滤片功能层为活性炭添加石墨烯。本发明专利技术口罩能够更有效地吸附PM2.5、附能力更强、抗菌抑菌、无需纺丝，制备工艺得到简化，更利于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属卫生保健范畴，特别是涉及一种石墨烯防PM2.5 口罩滤片功能层及其在滤片中的应用。
技术介绍
当前，中国大气污染形势严峻。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染一直在较高水平；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势。悬浮颗粒物按粒径分类主要有PM10 (粒径小于10微米)、PM2.5、ΡΜ0.1，其中PM2.5含量是国际通用用于观测城市大气颗粒物的常用指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。长期在空气质量较差的环境中生活和工作，不仅会引起呼吸功能下降、呼吸道症状加重，还会导致慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病，严重的还会导致肺癌、鼻咽癌患病率的增加。因此，预防吸入悬浮颗粒物刻不容缓。在个人防护PM2.5方面，最有效的手段当属佩戴口罩，而口罩的主要功能部件是滤片。市面上的滤片主要强调的是过滤功能，且过滤效果参差不齐；不仅如此，滤片即使阻挡了空气中的PM2.5颗粒物，但被过滤的颗粒和细菌容易附着在口罩(滤片)上贴近口鼻的部位，造成细菌的滋生，形成二次污染，再通过口罩(滤片)渗透进入人体，对人体造成危害，不符合卫生的要求。而市场上单纯的杀菌口罩，又存在过滤PM2.5效果差的问题。因此，确有必要提供一种既能很好地过滤PM2.5颗粒物，同时又兼顾抗菌功能的滤片。目前在这方面已有两篇专利，但都存在着一些局限性及不足。中国专利号CN104014194 A，公开日2014年09月03日，名称一种防雾霾口罩用滤材组合物。其滤片滤材由以下重量份数的组份构成，肉桂醛二乙缩醛4-6份，纳米级托玛琳9-11份，活性炭纤维55-65份，稻草颗粒15-25份，纳米银0.9-1.1份，石墨烯0.9-1.1份，干燥剂1.5-2.5份。将上述滤材组合物喷涂在烘干后的无纺布上，然后制备成口罩，口罩由内至外依次为纯棉纱布层、无纺布层、纯棉纱布层、微孔膜层和无纺布层。和我们的专利技术相比，此方法滤材成分过于复杂，很多成分功能并不明确；只是利用普通无纺布，过滤效果不如本专利技术中的驻极处理的熔纺布；纳米银和本专利技术中的银纳米线相比，对细菌的吸附性和其他滤片材料的结合力都稍差。中国专利号CN 104083946 A，公开日2014年10月08日，名称为抗菌口罩滤片及其制备方法和抗菌口罩，这个专利技术提供的抗菌口罩滤片包括依次连接的纤维面层、基材无纺布层、静电纺纤维膜层及纤维内层，所述静电纺纤维膜层由聚合物材料和壳聚糖组成。和我们的专利技术相比，此方法只是利用壳聚糖起到杀菌作用，效果不如银纳米线和壳聚糖的混合材料；其静电纺纤维膜层需要将聚合物材料和壳聚糖通过静电混纺或者共混形成混合溶液后静电纺制成，工艺较为复杂；没有用到活性炭和石墨烯，仅靠无纺布起到过滤作用，过滤效果一般。
技术实现思路
针对上述的现有的口罩过滤PM2.5颗粒存在的缺点，本专利技术提供一种石墨烯防PM2.5 口罩功能层与制备方法以及其在滤片的应用，本专利技术滤片结构简单、可以有效去除PM2.5颗粒，并具备抗菌抑菌、预防疾病的效果，适宜大批量生产。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为: 石墨烯防PM2.5 口罩滤片功能层，所述石墨烯防PM2.5 口罩滤片功能层为活性炭添加石墨烯材料。优选的，所述滤片功能层还包括银纳米线、壳聚糖中的至少一种。优选的，所述活性炭比表面在500-3000平方米/克；所述石墨烯与活性炭重量比在 1:500 到 20:1。优选的，所述石墨烯材料包括石墨烯、氧化石墨烯、带官能团的石墨烯、石墨烯的复合材料；所述石墨烯材料的层数为1-1000。优选的，所述带官能团的石墨烯为络合基团、氨基基团、羧基基团修饰过的石墨烯或氧化石墨烯；所述石墨烯的复合材料为金属纳米粒子、无机纳米粒子与石墨烯、氧化石墨烯的复合材料。优选的，所述银纳米线直径为1-800 ;所述银纳米线和/或壳聚糖通过浸溃或喷涂固体的方法加入到滤片功能层上；所述银纳米线和/或壳聚糖固体质量为活性炭质量的0.1%~10%ο上述石墨烯防PM2.5 口罩滤片功能层的制备方法，包括以下步骤: ①将活性炭与聚丙烯酸酯类粘合剂混合后； ②加入适量的石墨烯分散液，搅拌、成均匀混合液； ③基层布浸入或喷涂配制的混合液中，得到滤片功能层。优选的，所述步骤②石墨烯分散液包括石墨烯、氧化石墨烯、带官能团的石墨烯、石墨烯的复合材料的甲基吡咯烷酮、乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、正己烷等有机溶剂溶液或水溶液。一种含有上述石墨烯防PM2.5 口罩滤片功能层的滤片，所述滤片包括纤维面层、熔喷无纺布层、滤片功能层和纤维内层，所述滤片功能层不作为最内侧，并且重复1-10次。优选的，所述纤维面层和纤维内层为纺粘无纺布、针刺无纺布层、水刺无纺布层或竹炭纤维无纺布层，所述熔喷无纺布进行驻极处理，永久带静电。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于: ①本专利技术口罩中的熔喷无纺布层经过驻极处理，能永久带静电，能够更有效地吸附PM2.5 ； ②石墨烯复合材料具有比普通活性炭更高的比表面积，因此吸附能力更强； ③滤片功能层中的银纳米线或壳聚糖能够抗菌抑菌； ④银纳米线和银纳米颗粒相比，纳米线的网状结构更容易吸附细菌； ⑤银纳米线的网状结构决定了它与其他滤片材料的结合力更强，正因为如此，滤片添加银纳米线时只需用分散液喷涂或者浸入即可，无需纺丝，制备工艺得到简化，更利于工业化生产。【附图说明】图1为本专利技术提供的抗菌防PM2.5 口罩滤片的结构示意图； 以上各图中，1、纤维面层；2、纤维内层；3、滤片功能层；4、熔喷无纺布层。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，但并不用于限定本专利技术，本专利技术所述试剂均为通过商业途径获得，所述制备方法如无特别说明均为本领域常规制备方法，部分试剂生产商以及规格如下: 石墨烯粉末济宁利特纳米技术有限责任公司LN-GNP-005， 银纳米线济宁利特纳米技术有限责任公司LN-SWD-001。实施例1 本专利技术所述滤片为立体式，不是常规矩形，口罩滤片的尺寸设计为最长处长132 mm，最宽处宽87 mm。为了多级渐进的过滤掉PM2.5。本专利技术的口罩滤片设计为多层结构，采用纺粘无纺布放在最上面做纤维面层，为了更贴合皮肤最内层采用纺粘无纺布作为纤维内层。中间层采用驻极处理后的熔喷无纺布，内层、面层与中间层的夹层为本专利技术制备的滤片功能层。面层用于防大的粉尘颗粒，熔喷无纺布层带永久性静电，可以吸附部分小颗粒，滤片功能层是过滤PM2.5的关键层，过滤层单层或者多层都具备显著降低PM2.5的效果。滤片功能层为本专利技术的核心，制备滤片功能层原料为活性炭和石墨烯材料，本实施例中，活性炭比表面积为500平方米/克，石墨烯材料为带有络合基团的石墨烯，带有络合基团的石墨烯中石墨烯组分与活性炭本文档来自技高网...
【技术保护点】
石墨烯防PM2.5口罩滤片功能层，其特征在于, 所述石墨烯防PM2.5口罩滤片功能层为活性炭添加石墨烯材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马乐，郑逸群，孟良，
申请(专利权)人：青岛瑞利特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。